Bài giảng Tác tử - Công nghệ phần mềm dựa tác tử: Ontology – Bản thể học

Bài 5<br /> Ontology – Bản thể học<br /> <br /> I. Khái niệm<br /> II. Mô tả<br /> III. Ứng dụng<br /> <br /> 1. Mục đích<br /> Để chia sẽ hiểu biết về cấu trúc của thông tin<br /> giữa con người và các Agent.<br /> Để có thể tái sử dụng tri thức trong lĩnh vực đó.<br /> Làm cho lĩnh vực rõ ràng, tạo điều kiện thay<br /> đổi khi tri thức về lĩnh vực thay đổi<br /> Tách rời tri thức lĩnh vực và tri thức xử lí.<br /> Để phân tích tri thức.<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> 2.Các khái niệm cơ bản<br /> What is an ontology?<br /> The word ontology comes from the Greek ontos for<br /> being and logos for word<br /> Ontology : A common vocabulary and agreed upon<br /> meanings to describe a subject domain.<br /> Ontology là định nghĩa hình thức một cách rõ ràng của<br /> các khái niệm trong một lĩnh vực và mối liên quan giữa<br /> các khái niệm này. Nói cách khác Ontology là sự mã<br /> hoá các tri thức trong một lĩnh vực nhất định.<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> Bản chất ontology<br /> Định nghĩa trái ngược nhau<br /> Các khái niệm trong một lĩnh vực nào đó (được định<br /> nghĩa như một lớp đôi khi vẫn gọi là các khái niệm),<br /> Các giá trị của từng khái niệm mô tả các đặc điểm và<br /> các thuộc tính của khái niệm đó (vị trí đôi khi được<br /> coi là vai trò hay giá trị),<br /> Sự giới hạn cho các vị trí (các khía cạnh đôi khi<br /> được gọi là giới hạn của vai trò).<br /> Ontology là một tập các thể hiện đặc biệt của các lớp<br /> tạo thành cơ sở tri thức.<br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> Định nghĩa<br /> Ontology là một mô tả hình thức rõ ràng của một khái<br /> niệm (Gruber 1993)<br /> Ontology định nghĩa và mô tả các thuật ngữ trong một<br /> lĩnh vực tri thức (W3C)<br /> Ontology là mô tả chi tiết của các khái niệm trong<br /> một lĩnh vực, đặc điểm của các khái niệm đó và các<br /> ràng buộc phải tuân theo. (Natylia F.Noy and Deborah<br /> L.McGuiness)<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> 3. Phân loại Ontology<br /> Vocabulary specification<br /> Domain theory<br /> Conceptual schema (for a data base)<br /> Class-subclass taxonomy ( phân loại)<br /> Object schema<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> 1<br /> <br /> Chia sẻ từ vựng<br /> Shared vocabulary<br /> Mức thấp trong giao tiếp giữa các Agent:<br /> Chia sẻ từ vựng<br /> Đảm bảo tính thống nhất tránh nhầm lẫn:<br /> Ví dụ<br /> shipper: date merchandise shipped<br /> receiver: date merchandise received<br /> <br /> Định nghĩa về 1 lĩnh vực<br /> Domain theory<br /> Đưa ra định nghĩa về các chủ đề trong 1<br /> lĩnh vực, ý nghĩa thỏa thuận<br /> list of terms with agreed meaning<br /> shipper-ontology != receiver-ontology<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> Conceptual Schema<br /> Sơ đồ nguyên lý<br /> <br /> Cấu trúc - Taxonomy<br /> Ontology: các khái niệm được định nghĩa như lớp<br /> và được mô tả dưới các đặc điểm và các thuộc tính<br /> của khái niệm đó<br /> Ontology là một tập các thể hiện đặc biệt của các lớp<br /> tạo thành cơ sở tri thức<br /> Một lớp có thể có các lớp con mô tả các khái niệm<br /> chi tiết hơn các lớp trên<br /> <br /> Sơ đồ nguyên lý: sơ đồ<br /> mô tả ý nghĩa mong<br /> muốn của các nguyên lý<br /> sử dụng trong CSDL<br /> <br /> Ví dụ, một lớp rượu mô tả toàn bộ các loại rượu. chúng ta<br /> có thể phân chia rượu ra thành rượu đỏ, trắng, hồng. Một<br /> sự lựa chọn khác chúng ta có thể phân chia rượu ra thành<br /> có ga và không ga.<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> Toy taxonomy of Living beings<br /> <br /> Object Schema<br /> Các vai trò mô tả các giá trị và các thể hiện của một<br /> lớp.<br /> Ví dụ, rượu Hà Nội có đầy đủ thành phần, nó được sản<br /> xuất tại nhà máy rượu Hà Nội.<br /> Ở mức lớp chúng ta có thể nói các thể hiện của lớp rượu có<br /> các thể hiện mô tả thành phần, nơi sản xuất, mùi vị ... của<br /> chúng.<br /> <br /> Tất cả các thể hiện của lớp rượu, và lớp con của nó<br /> Rượu Hà nội, có một giá trị về nơi sản xuất, nó là một<br /> thể hiện của lớp Nhà máy rượu. Tất cả các thể hiện của<br /> lớp nhà máy rượu có một giá trị các sản phẩm rượu mà<br /> nhà máy đó sản xuất.<br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> 2<br /> <br /> Example<br /> <br /> II. Phát triển một ontology ?<br /> Dog<br /> Company<br /> <br /> Person<br /> <br /> Vehicle<br /> type<br /> <br /> type<br /> type<br /> <br /> type<br /> Toyota 853<br /> isOwned<br /> Ford 243<br /> <br /> type<br /> Rover<br /> <br /> Berizon<br /> <br /> George owns<br /> <br /> Định nghĩa các lớp trong một ontology.<br /> Sắp xếp các lớp theo một trật tự.<br /> Định nghĩa các vị trí và mô tả các giá trị cho phép<br /> đối với các vị trị đó.<br /> Điền giá trị cho các vị trí cho các thể hiện.<br /> Chúng ta có thể tạo một cơ sở tri thức bằng cách<br /> định nghĩa các thể hiện đặc biệt của các lớp thông<br /> qua điền các giá trị thông tin và các giới hạn cho các<br /> vị trí.<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> Lớp trong ontology<br /> lớp là trọng tâm của hầu hết các ontology.<br /> Lớp miêu tả các khái niệm trong lĩnh vực quan tâm.<br /> Ví dụ, một lớp rượu mô tả toàn bộ các loại rượu.<br /> Các loại rượu đặc biệt là các thể hiện của lớp này.<br /> Một lớp có thể có các lớp con mô tả các khái niệm<br /> chi tiết hơn các lớp trên.<br /> Ví dụ, chúng ta có thể phân chia rượu ra thành rượu<br /> đỏ, trắng, hồng. Một sự lựa chọn khác chúng ta có<br /> thể phân chia rượu ra thành có ga và không ga.<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> thiết kế ontology được bắt nguồn<br /> từ thiết kế hướng đối tượng?<br /> phát triển ontology là rất khác biệt so với thiết kế lớp<br /> và các quan hệ trong lập trình hướng đối tượng.<br /> Lập trình hướng đối tượng tập trung vào các phương<br /> thức của một lớp, một người lập trình có thể lựa<br /> chọn thiết kế dựa trên thuộc tính hoạt động của một<br /> lớp,<br /> thiết kế ontology dựa trên thuộc tính cấu trúc của<br /> một lớp. Kết quả là, cấu trúc và quan hệ của các lớp<br /> trong ontology khác biệt với cấu trúc của lĩnh vực<br /> tương ứng trong lập trình hướng đối tượng.<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> Phân loại trong thiết kế<br /> Implicit vs. Explicit Ontologies<br /> <br /> Các hệ thống liên hệ và làm việc với nhau bắt<br /> buộc phải chia sẻ Ontology của mình<br /> Ontology chia làm 2 loại: implicit or explicit.<br /> Implicit ontology: thường được biểu diễn chỉ<br /> trong các thủ thục<br /> Explicit ontologies:biểu diễn đặc tả định<br /> nghĩa nên tri thức thường dưới dạng các ngôn<br /> ngữ mô tả tri thức<br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> Conceptualizations, Vocabularies<br /> and Axiom itization<br /> 3 dạng đặc thù của explicit ontologies<br /> Conceptualization involves the underlying model of the<br /> domain in terms of objects, attributes and relations.<br /> Vocabulary involves assigning symbols or terms to refer to<br /> those objects, attributes and relations.<br /> Axiomitization: Bao gồm các luật được mã hóa và các ràng<br /> buộc có thể mô tả đặc thù của mô hình domain<br /> <br /> 2 ontology có thể<br /> Dựa trên các nguyên lý khác nhau<br /> Dựa trên cùng nguyên lý nhưng sử dụng từ vựng khác nhau<br /> Phân biệt dự trên mức độ tiên đề hóa của chúng<br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> 3<br /> <br /> Mô tả hình thức<br /> the systematic, formal, axiomatic development of the logic of all<br /> forms and modes of being [Guarino and Giaretta, 1995].<br /> <br /> Tính chất<br /> Ontology có tính hình thức:<br /> ngữ nghĩa được định nghĩa rõ ràng hoặc có cơ sở toán học cho ý nghĩa của<br /> chúng.<br /> <br /> Ontology cung cấp khả năng đọc hiểu cho con người.<br /> chúng có thể được phát triển, chia sẻ, hiểu bởi không chỉ các chương trình máy<br /> tính mà còn bởi các người dùng, các chuyên gia và người thiết kế ontology về<br /> lĩnh vực đó.<br /> <br /> Ontology là sự toàn diện.<br /> Chúng được thiết kế với mục đích có được ý nghĩa đầy đủ của các khái niệm giao<br /> dịch được yêu cầu.<br /> tất cả ý nghĩa của các khái niệm được thu tóm trong ontology thì nó có thể được<br /> hiểu, thay đổi, kiểm soát bởi bất kì ai có liên quan đến lĩnh vực đó.<br /> Nó trở thành một mô tả sống và là một tài nguyên có giá trị khi các hệ thông ứng<br /> dụng sử dụng và phát triển nó.<br /> <br /> Ontology có thể chia sẻ.<br /> kết hợp các ontology được phát triển riêng rẽ, sử dụng chúng để cho phép giao<br /> tiếp giữa các hệ thống thông tin cần chia sẽ thông tin dựa trên các khái niệm<br /> chung.<br /> <br /> Một ontology là một bộ 5: O:=(C,R,Hc,rel,Ao) trong<br /> đó<br /> Hai tập C(concept),R(relation) phần tử ứng với một<br /> khái niệm hoặc một mối quan hệ<br /> Một cây phân cấp các khái niệm Hc(hierirchy) : Hc ⊆<br /> CxC biểu diễn một mối quan hệ trực tiếp và bắc cầu.<br /> Hc(C1,C2) biểi diễn C1 là khái niệm con của C2.<br /> Một hàm rel : R→CxC biểu diễn các mối quan hệ<br /> không hình thành cây phân cấp<br /> Ao tập các tiên đề được biểu diễn bằng một ngôn ngữ<br /> logic thích hợp<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> Ứng dụng của Ontology<br /> <br /> Ví dụ<br /> <br /> Web Portal<br /> Tìm kiếm multimedia<br /> Quản lý nội dung các Website lớn<br /> Thiết kế các tài liệu<br /> Các Agents<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> III. Ứng dụng Ontology trong hệ<br /> Agent<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> Web Portal<br /> <br /> Các Agent dùng Ontology để làm tri thức cho<br /> việc xử lý thông tin<br /> Các Agent có thể sử dụng Ontology làm ngôn<br /> ngữ để trao đổi thông tin<br /> Các Agent có thể truy xuất thông tin từ nhiều<br /> Ontology độc lập để giải quyết bài toán<br /> <br /> Là trang web cung cấp các thông tin về một<br /> chủ đề nào đó: ví dụ như về một thành phố cụ<br /> thể hoặc về một sở thích cá nhân<br /> Ontology cung cấp khả năng định nghĩa và<br /> mô tả các thuật ngữ trong lĩnh vực nên cho<br /> phép khả năng tìm kiếm thông tin mạnh hơn<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> 4<br /> <br /> Tìm kiếm Multimedia<br /> Ontology cung cấp các mô tả ngữ nghĩa bằng<br /> text cho các dữ liệu âm thanh, hình ảnh v.v...<br /> để thuận lợi cho việc tìm kiếm<br /> Multimedia Ontology gồm 2 loại<br /> Loại mô tả các dữ liệu media<br /> Loại mô tả nội dung các dữ liệu<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> Thiết kế các tài liệu<br /> Trong một số lĩnh vực như hàng không cần<br /> xây dựng một lượng lớn các tài liệu.<br /> Có thể xây dựng một ontology các thuật ngữ<br /> trong lĩnh vực. Từ các thuật ngữ đó sẽ có<br /> tham chiếu đến các tài liệu có liên quan<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> Quản lý nội dung Website<br /> Web site của các tổ chức lớn thường chứa<br /> nhiều loại thông tin. Ontology có thể giúp<br /> phân loại thông tin giúp cho việc tìm kiếm<br /> thông tin.<br /> Mỗi đối tượng sử dụng sẽ chỉ quan tâm đến<br /> một phần của dữ liệu và có một ontology<br /> riêng. Các ontology này có thể có phần trùng<br /> nhau giúp cho việc dịch các thuật ngữ<br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> Kết luận Ontology<br /> ( Bachimont )<br /> Một ontology là kết quả của mô<br /> hình hoá.<br /> Việc mô hình hoá liên quan đến<br /> việc đặc trưng hoá các từ gốc biểu<br /> diễn tri thức<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> Một ontology được đặc trưng theo<br /> 3 mức<br /> Mức ngữ nghĩa<br /> ontology là 1 cây khái niệm. Nó được đặc trưng bởi các từ mà sự<br /> thông dịch chúng bị ràng buộc bởi nhiều nguyên tắc khác nhau.<br /> Những nguyên tắc này tương ứng với các chuyển giao ngữ nghĩa vì<br /> thế các từ này không nhập nhằng và không phụ thuộc ngữ cảnh..<br /> <br /> Ontology Enginerring<br /> <br /> Mức mô tả đặc điểm<br /> ontology là 1 lưới các khái niệm mẫu. Các khái niệm này được đặc<br /> trưng bởi các từ mà ý nghĩa của chúng được trình bày rõ ở phần mở<br /> rộng của đối tượng.<br /> <br /> Mức thao tác<br /> ontology là 1 lưới các khái niệm tính toán. Các khái niệm này được<br /> đặc trưng bởi các hành động thực hiện trên chúng .<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT 2002<br /> <br /> 5<br /> <br />